Banca de DEFESA: DORIVANE COHEN FARIAS

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: DORIVANE COHEN FARIAS
DATA: 08/04/2024
HORA: 09:00
LOCAL: Campus Ananindeua
TÍTULO:

INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS DE PREENCHIMENTO, FORMA E REFORÇO NANOESTRUTURADO EM MATRIZ POLIMÉRICA DE PLA IMPRESSOS EM 3D

PALAVRAS-CHAVES:

Manufatura Aditiva; Nanoestruturas; Nanocompósitos, Padrões de Preenchimento; PLA

PÁGINAS: 111
GRANDE ÁREA: Engenharias
ÁREA: Engenharia de Materiais e Metalúrgica
RESUMO:

Com o avanço da Manufatura Aditiva e suas aplicações em diversos segmentos industriais, torna-se cada vez mais importante investigar os parâmetros de processabilidade associados a esta tecnologia. Com isso, o presente estudo teve como finalidade, investigar a influência da forma (sólida e honeycomb), dos padrões de preenchimento e das concentrações de Nanotubos de Carbono – NTCs (1,0 e 2,0% m//m) em matriz polimérica de (Poli (Ácido Láctico)) (PLA). A confecção do material foi realizada por meio da Manufatura Aditiva pela técnica de Modelagem por Fusão e Deposição – FDM, adotando-se três padrões de preenchimento, sendo: o concêntrico, hexagonal e triangular. Os NTCs utilizados como reforços, a matriz e os nanocompósitos foram caracterizados por: Microscopia Eletrônica de Varredura-MEV, Difração de Raios-X e Espectroscopia Raman. As propriedades mecânicas dos nanocompósitos foram determinadas por meio de ensaios mecânicos de Tração (ASTM D638-22), Compressão (ASTM D695-15) e Impacto-Charpy (ASTM D6110-18). Os resultados da análise morfológica realizada antes e após os ensaios mecânicos na matriz e nos nanocompósitos, mostram elementos como: vazios, descolamentos, trincas, poros, zonas compactadas, rompimentos das estruturas e a presença de NTCs. A análise por Difração de Raios-X para NTCs exibem difrações características, para o PLA antes e após a Impressão 3D demonstram uma predominância da fase amorfa, os nanocompósitos PLA/1%NTCs e PLA/2%NTCs evidenciaram apenas pequenas alterações, atribuídas à funcionalização, e a baixa dimensionalidade dos aglomerados de NTCs. No que diz respeito à caracterização Raman, para os NTCs, a banda D foi deconvoluída em três subbandas, duas denominadas de DL em 1305 e 1347 cm -1 e uma como DR em 1360 cm-1 , a banda G foi deconvoluída em três subbandas, Gout, Ginn e D’ em 1580, 1605 e 1620 cm-1 . Para o PLA a banda referente a vibração simétrica de CH3, foi deconvoluída em duas subbandas, em 1448 e 1460 cm-1 , e a assimétrica foi identificada em 1387 cm-1 . Nos nanocompósitos, as bandas manifestam-se como sobreposições dos modos vibracionais de seus constituintes (PLA e NTCs). As análises mecânicas de tração, compressão e impacto Charpy revelam que os padrões de preenchimento, as formas e o nanoreforço influem diretamente nas propriedades mecânicas das peças impressas. Na análise mecânica de tração para as amostras sólidas, o padrão de preenchimento que apresentou melhor limite médio de resistência à tração foi o concêntrico, com 40,75 MPa. Já para as amostras em formato honeycomb, o melhor limite médio de resistência à tração foi atribuído à amostra com padrão de preenchimento concêntrico, com 9,76 MPa. Os nanocompósitos apresentaram desempenhos à tração inferiores em relação à matriz. Na análise mecânica de compressão, para as amostras sólidas, o padrão triangular se destaca, apresentando um limite médio de resistência à compressão de 52,8 MPa. Para as amostras em formato honeycomb, o padrão triangular também se destaca, com um limite médio de 20,8 MPa. Os nanocompósitos apresentaram desempenhos de compressão superiores à matriz, sendo que na forma sólida (PLA/2%NTCs) exibiu melhor desempenho, com um limite médio de 73,5 MPa. E, na forma honeycomb, o nanocompósito (PLA/1%NTCs) apresentou melhor desempenho, alcançando 33,2 MPa. Nas análises de impacto Charpy, o padrão hexagonal demonstra a melhor média de desempenho. Na configuração sólida, sua resistência média ao impacto é de 3,44 J/m, enquanto na forma honeycomb, registra-se 2,88 J/m. Os nanocompósitos na configuração sólida exibem limites médios de resistência ao impacto superiores à matriz, com destaque para o nanocompósito PLA/2%NTCs, alcançando 3,8 J/m. Já na configuração honeycomb, observam-se 2,72 J/m para o nanocompósito PLA/1%NTCs e 2,98 J/m para o nanocompósito PLA/2%NTCs, respectivamente. Este estudo investiga o efeito de três variáveis (padrões de preenchimento, geometrias e nanoreforço) nas propriedades mecânicas do PLA. Os resultados evidenciam a significativa influência desses fatores em diversas condições de solicitação mecânica, ressaltando, assim, a importância da presente pesquisa, a qual investiga tais condições e contribui para uma compreensão mais profunda dos produtos impressos em 3D por FDM, quando sujeitos a distintas análises mecânicas.

MEMBROS DA BANCA:
Interno - 2271397 - ALISSON CLAY RIOS DA SILVA
Externo ao Programa - 2153046 - CARMEN GILDA BARROSO TAVARES DIAS
Presidente - 1889786 - MARCOS ALLAN LEITE DOS REIS
Externo à Instituição - YURIMILER LEYET RUIZ